分散式生活污水處理工藝開發(fā)及機理研究.pdf

1、在對浙江省三個地級市五個取樣點為期一年的生活污水水質(zhì)調(diào)研的基礎(chǔ)上，結(jié)合流體力學及化學反應(yīng)工程學原理，對分散式生活污水厭氧生物處理反應(yīng)器進行比選，確定了最優(yōu)的填料式厭氧折流板反應(yīng)器(CABR)。之后，以浙江大學華家池校區(qū)家屬區(qū)生活污水作為CABR反應(yīng)器進水，進行了為期4個月的運行試驗，就其去污性能及三大類群厭氧微生物的演替規(guī)律進行了系統(tǒng)的研究。同時，詳細研究了CABR反應(yīng)器在不同溫度下抗負荷沖擊的性能及機理。此外，為解決厭氧工藝脫氮性能差

2、的缺陷，開發(fā)了一種適合于分散式生活污水處理的無回流脫氮反應(yīng)器，并對其性能及機理進行初步探討和研究。 本論文主要研究結(jié)論簡述如下： (1)浙江省生活污水有機物和磷濃度較低，氮濃度較高，可生化性較好，但C/N相對較低，平均值僅為6.10，不利于常規(guī)生物脫氮；調(diào)查的生活污水水質(zhì)季節(jié)變化明顯，但地區(qū)差異不顯著；污染物濃度1月份最高，7月份最低；據(jù)此對已有的模擬生活污水配置方法進行了優(yōu)化，使優(yōu)化配置的模擬污水4個特征比值(B/

3、C，C/N，堿度/TN以及NH4+-N/TKN)接近實際生活污水。 (2)CABR反應(yīng)器總體呈現(xiàn)平推流流態(tài)，結(jié)構(gòu)性能優(yōu)良，總死區(qū)率僅為10％左右。但隨著格數(shù)的增多，反應(yīng)器內(nèi)部流速增加，從而導(dǎo)致水力死區(qū)有上升趨勢。以理想多釜全混合反應(yīng)器為參照，綜合考慮反應(yīng)器效能和容積利用率，確定6格的CABR反應(yīng)器為最優(yōu)。 (3)6格CABR反應(yīng)器在溫度為28±1℃、HRT為48h的條件下，以實際生活污水為進水，需要3周左右才能完成啟

4、動。CABR反應(yīng)器穩(wěn)定運行后，出水TCOD、SS等指標均能達到《污水綜合排放標準中》(GB8978-1996)的一級排放標準，但對營養(yǎng)元素(N、P)的去除效能較差；單純采用CABR反應(yīng)器無法完全消除腐植酸在水體中形成“三致”物質(zhì)的風險：盡管CABR反應(yīng)器對于對糞大腸桿菌和蛔蟲卵的去除率分別高達99.82％和98.87％，但仍需后續(xù)的消毒措施保證其出水的安全性。 (4)對6格CABR反應(yīng)器啟動及運行過程的微生物機理研究表明，CA

5、BR反應(yīng)器內(nèi)微生物的優(yōu)勢種群隨著運行階段的變化而有所變化；CABR反應(yīng)器不同格室的微生物相似性較高，沒有出現(xiàn)明顯的微生物相分離現(xiàn)象。在啟動初期首先是發(fā)酵細菌和產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細菌的大量增殖，而當運行至4個月左右時產(chǎn)甲烷細菌數(shù)量才有較為明顯的增加；達到穩(wěn)定運行階段時，三大類群厭氧微生物之間的數(shù)量差異幾乎接近1/10。CABR反應(yīng)器在啟動階段中約有63％的基質(zhì)被用于細胞合成；而當進入穩(wěn)定運行期后，大約只有1/5的基質(zhì)被用于細胞合成。 (

6、5)系統(tǒng)研究了不同溫度下水力、水質(zhì)負荷沖擊對CABR反應(yīng)器處理低濃度生活污水性能的影響，結(jié)果表明，CABR反應(yīng)器對負荷沖擊有很好緩沖能力，但是這種緩沖能力隨著溫度的下降而下降：在溫度較高時(28℃)無論是水力沖擊還是水質(zhì)沖擊對反應(yīng)器的運行性能均沒有顯著影響；但在10℃下運行時，負荷沖擊會對CABR反應(yīng)器的運行性能產(chǎn)生顯著影響。綜合微生物活性、中間產(chǎn)物、可溶性微生物產(chǎn)物、TCOD容積去除率等指標變化以及采用靈敏度比和均方差比的定量判別依據(jù)

7、表明，CABR反應(yīng)器在10℃～28℃下處理低濃度生活污水時，抗水質(zhì)沖擊的穩(wěn)定性均要好于抗水力沖擊的穩(wěn)定性。 (6)首次開發(fā)的一種無回流脫氮反應(yīng)器通過約90天的運行，平均出水TCOD為42.34±12.8mg/L，低于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GBl8918-2002)中的一級A排放標準。在本試驗的五種水質(zhì)運行工況下，TN和NH4+-N去除性能良好，最高可達76％和89％。TN去除率受污水水質(zhì)C/N決定，NH4+-N去除